1、专题4 硫与环境保护 第三单元 防治二氧化硫对环境的污染 发 展 目 标体 系 构 建 1.能运用所学知识分析化学过程对社会可持续发展带来的影响，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。2.树立环境保护的意识，形成正确的化学价值观。必 备 知 识 自 主 预 习 一、自然界中的硫循环 1转化途径 矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式放出、等气体，这些气体有些进入大气，有些转化为、溶入河流或海洋，还有有些则被土壤中的硫化细菌吸收。2过渡排放的危害 世界各国在工业化过程中，大量使用化石燃料，导致 SO2 过度排放，影响了自然界中硫的循环，造成、等环境问题。SO2H2S亚硫酸盐硫酸盐酸雨土壤酸化二、
2、酸雨及其治理 1酸雨的形成(1)酸雨：pH5.6 的降雨。(2)H2SO4 型酸雨形成的主要反应：2酸雨的危害 湖泊、土壤贫瘠、森林大面积死亡、饮用水中元素含量增加。3酸雨的防治措施(1)消除，研究开发(如太阳能、核能、氢能)。(2)对含硫燃料进行处理，减少二氧化硫的排放，并对生产中的二氧化硫废气进行处理或回收利用。(3)对含 SO2 废气进行处理或回收利用。用石灰乳吸收 SO2 的反应方程式为 Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O。酸化重金属污染源新能源脱硫三、空气质量评价 1空气质量指数(1)根据空气中的、_、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。空气质量指数越小，空气质量越好。
3、(2)质量指数最大的污染物被确定为首要污染物，首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。二氧化硫细颗粒物(PM2.5)可吸入颗粒物(PM10)2认识雾霾(1)大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空气中，这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴，使空气水平能见度小于 10 km，这种空气混浊现象叫作雾霾。(2)根 据 颗 粒 物 直 径 的 大 小 可 以 将 其 分 为_、_等。可吸入颗粒物(PM10，直径细颗粒物(PM2.5，直径小于2.5 m)小于10 m)3大气污染防治(1)企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放。(2)政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督，
4、共同打赢蓝天保卫战。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”。)(1)CO2、NO2 和 SO2 都会导致酸雨的形成。()(2)治理硫酸型酸雨的关键是减少二氧化硫的排放。()(3)空气质量指数需要检测二氧化碳的含量。()(4)酸雨样品的 pH 随放置时间延长而减小。()2有关硫的氧化物的叙述不正确的是()A空气中二氧化硫主要来源于煤和石油产品的燃烧 B二氧化硫与飘尘接触，部分氧化为三氧化硫，危害更严重 C酸雨中的含硫化合物只有硫的氧化物和硫酸 D减少大气中 SO2 污染的主要方法之一是减少含硫化石燃料的燃烧 C 大气中 SO2 主要来源于煤和石油产品的燃烧，A 正确；SO2与 O2 在飘尘等催化
5、下可生成 SO3，SO3 溶于水生成强酸 H2SO4，危害更大，B 正确；酸雨中还有硫酸盐，C 错；煤和石油中均含有硫元素，D 正确。3(1)现有雨水样品 1 份，每隔一段时间测定该样品的 pH，所得数据如下：测定时间/h01234 雨水的 pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55 分析数据，回答问题：雨水样品的 pH 变化的原因是(用化学方程式表示)。(2)你认为减少酸雨可采取的措施是(选字母)。少用煤作燃料 把工厂烟囱修高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源 A B CD 解析 酸雨的形成主要是溶入了 SO2。在空气的作用下，一部分 SO2被 O2氧化，从而产生 S
6、O3，在降水时 SO3溶于雨水形成 H2SO4。从各阶段 pH 的数据可以看出，在 3 小时之前放置的雨水样品的 pH逐渐降低，溶液的酸性逐渐增强，3 小时之后，pH 不再变化，表明使 pH 降低的反应已停止。SO2 溶解于雨水中生成中强酸 H2SO3，H2SO3 被氧化生成强酸 H2SO4，溶液酸性增强。修高烟囱并不能减少排放到大气中二氧化硫的量，只能使局部地区的 SO2 浓度减小，但却使污染的范围扩大了。答案(1)2H2SO3O2=2H2SO4(2)C关 键 能 力 核 心 突 破 二氧化硫的处理方法(素养养成科学探究与创新意识)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有
7、石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。问题 1 煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有哪些？提示 温室效应、酸雨、粉尘污染。问题 2 在烟气脱硫时控制浆液的 pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙，写出反应化学方程式。提示 Ca(HSO3)2O2=CaSO4H2SO4。四种常见的 SO2 尾气处理方法 方法一：石灰石石膏法 为防治酸雨，工业上常用石灰石粉末和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时
8、硫、石灰石、O2 共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为 CaCO3=CaOCO2，CaOSO2=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4，总反应方程式为 2CaO2SO2O2=2CaSO4。方法二：氨脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的 SO2 直接接触 吸 收SO2，其 反 应 的 化 学 方 程 式 为2NH3 SO2 H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3 O2=2(NH4)2SO4。(或 生 成NH4HSO3，然后进一步氧化)方法三：钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用 NaOH/Na2CO3 吸收烟气中的 SO2，得到Na2SO3 和 NaHSO
9、3，发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 2NaOH SO2=Na2SO3H2O，Na2CO3SO2=Na2SO3CO2，Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。方法四：双碱脱硫法 先利用烧碱吸收 SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH 溶液可循环使用，化学反应原理为 吸 收 反 应：2NaOH SO2=Na2SO3 H2O,2Na2SO3 O2=2Na2SO4。再生反应：Na2SO3Ca(OH)2=CaSO32NaOH，Na2SO4Ca(OH)2=CaSO42NaOH。1如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是()A使用此废气处理装置可减少酸雨的形成 B装
10、置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应 C整个过程的反应可表示为 2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2 D可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标 B SO2 是形成酸雨的重要物质，经过处理后能减少酸雨的形成，A 项正确；CaCO3 受热分解生成 CaO 和 CO2 的反应属于分解反应，SO2 与 CaO 反应生成 CaSO3 属于化合反应，CaSO3 和 O2 反应生成 CaSO4 属于化合反应，也属于氧化还原反应，该过程没有涉及置换反应，B 项错误；整个过程中，SO2 与 CaCO3、O2 反应生成了CaSO4 和 CO2(2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2)
11、，C 项正确；SO2 具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标，D 项正确。2含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是()A该过程中可得到化工产品 H2SO4 B该工艺流程是除去煤燃烧时产生的 SO2 C该过程中化合价发生改变的元素只有 Fe 和 S D图中涉及的反应之一为 Fe2(SO4)3SO22H2O=2FeSO42H2SO4 C 根据工艺流程所示可知，该工艺中 Fe2(SO4)3 和 H2O 吸收SO2 生成 FeSO4 和 H2SO4，该反应的化学方程式为 F
12、e2(SO4)3SO22H2O=2FeSO42H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸亚铁和硫酸，A 正确；根据 A 中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的 SO2，B 正确；过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫元素，C 错误；根据以上分析，结合得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式：Fe2(SO4)3SO22H2O=2FeSO42H2SO4，D 正确。双 基 达 标 随 堂 检 测 1煤燃烧生成的气体中能形成酸雨的是()一氧化碳 二氧化碳 二氧化硫 二氧化氮 A B CD C 一氧化碳与水不反应。正常雨水中含有二氧化碳，故正常雨水的 pH 小于 7，但溶有二氧化碳的雨水的
13、 pH 不会小于 5.6，故不能称为酸雨。二氧化硫能形成硫酸型酸雨。二氧化氮能形成硝酸型酸雨。2环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数，下列各项中与环境污染无关的是()A温室效应B光化学烟雾 C臭氧空洞D潮汐 D 温室效应是排放 CO2 过多造成的；光化学烟雾主要是汽车尾气和化工厂排放的碳氢化合物及 NOx 过多造成的；臭氧空洞是排放氟氯烃过多造成的；潮汐是一种自然现象，是地球与月球之间的相互引力引起的。3如图有关硫元素循环的说法不合理的是()A煤、石油中的硫元素燃烧时能生成 SO2 B动物尸体腐败过程产生的 H2S 气体会进入大气 C循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反
14、应 D大气中的硫元素会全部转化成 H2SO4 随雨水降到土壤里 D D 项，大气中的硫元素会部分转化成 H2SO4 随雨水降到土壤里，故错误。4某雨水样品刚采集时测得 pH 为 4.82，放在烧杯中 2 小时后，再次测得 pH 为 4.68。以下叙述正确的是()A雨水样品酸度逐渐减小 B雨水样品酸度没有变化 C雨水样品继续吸收空气中的 CO2 D雨水样品中的 H2SO3 逐渐被空气中的氧气氧化成 H2SO4 D 题干中雨水样品的 pH 为 4.82，则为酸雨，而酸雨形成的一个主要原因是排放到空气中的 SO2 与雨水结合形成酸性物质。本实验测得雨水的 pH 变小，即酸性变强，而降雨中 CO2 已
15、经达到饱和，不可能是吸收 CO2 的缘故，只能是弱酸 H2SO3 被氧化成了强酸，有关反应是 SO2H2OH2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4。5形成酸雨的原理之一可简示为 含硫燃料O2反应 AO2反应 BH2O反应硫酸 回答下列问题：(1)A 物质的化学式为，B 物质的化学式为。(2)洗涤含 SO2 的烟气，以下物质可作洗涤剂的是(填字母)。aCa(OH)2 bNa2CO3 cCaCl2 dNaHSO3(3)利用钠碱循环法可脱除烟气中的 SO2，在钠碱循环法中，Na2SO3 溶液作为吸收液，可由 NaOH 溶液吸收 SO2 制得，该反应的离子方程式是。(4)某有色金属冶炼厂排放的废气中含 SO2，先用石灰浆吸收SO2，然后利用空气中的氧气将产物继续氧化成石膏(CaSO42H2O)。写出有关反应的两个化学方程式：。答案(1)SO2 SO3(2)ab(3)SO22OH=SO23 H2O(4)SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O,2CaSO3O24H2O=2CaSO42H2O 点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!